Duda sobre la altura de un resorte

[yo_ese_tio]

Hola a todos,me he registrado porque tengo una gran duda y tengo el examen de física este miércoles.Es un problema de selectividad,y la verdad es que no estoy seguro de algo.Les pongo el problema,es del tema "trabajo y energía:

Un bloque de 0'5 kg está colocado sobre el extremo superior de un resorte vertical que está comprimido 10cm y,al liberar el resorte,el bloque sale despedido hacia arriba verticalmente.Constante elástica=200N/m.

a)Explique los cambios energéticos que tienen lugar desde que se libera el muelle hasta que el cuerpo cae y calcule la máxima altura que alcanza el bloque.
(Esta es mi duda,tenemos el muelle en el suelo verticalmente,comprimido 0,1 m,señalo ahí un punto 1,para clcular su energía cinética,potencial gravitatoria y elástica;La gran duda :¿Tiene altura ese muelle? o la energia potencial gravitatoria es 0 J????Me pasa lo mismo con 3 o 4 problemas más,no se si el muelle tiene altura.Necesito su ayuda.

[aLFRe]

Re: PROBLEMA:EXAMEN EL MIERCOLES.Necesito su ayuda.

Hola a todos,me he registrado porque tengo una gran duda y tengo el examen de física este miércoles.Es un problema de selectividad,y la verdad es que no estoy seguro de algo.Les pongo el problema,es del tema "trabajo y energía:

Un bloque de 0'5 kg está colocado sobre el extremo superior de un resorte vertical que está comprimido 10cm y,al liberar el resorte,el bloque sale despedido hacia arriba verticalmente.Constante elástica=200N/m.

a)Explique los cambios energéticos que tienen lugar desde que se libera el muelle hasta que el cuerpo cae y calcule la máxima altura que alcanza el bloque.
(Esta es mi duda,tenemos el muelle en el suelo verticalmente,comprimido 0,1 m,señalo ahí un punto 1,para clcular su energía cinética,potencial gravitatoria y elástica;La gran duda :¿Tiene altura ese muelle? o la energia potencial gravitatoria es 0 J????Me pasa lo mismo con 3 o 4 problemas más,no se si el muelle tiene altura.Necesito su ayuda.

La energía potencial gravitatoria es una función que depende de las coordenadas
espaciales y está definida salvo constante.
Hay que fijar un origen de energías, esto es, para un cierto punto del espacio
la energía tiene un valor... cero o el que sea.
Puede hacer el problema de las dos formas que a Vd. se le han ocurrido...
pero no parece muy aconsejable considerar la altura del resorte sin comprimir.
puesto que no veo entre sus datos dicha longitud.
Por tanto Vd. calculará lo que sube el bloque respecto de su posición inicial
esto es en la cima del resorte comprimido...

Para ser mas exáctos y si no se pierde energía en rozamiento.

1. Inicialmente sólo hay Energía potencial elástica ( fija Vd. en ese punto 1 su origen de energía potencial gravitatoria )
$E_pe=\frac{1}{2}Kx^2$
Se libera
2. Energía potencial elástica se va convirtiendo hasta que el resorte queda sin comprimir
en Energía potencial gravitatoria + cinética.
3. Energía cinética. -> Energía potencial gravitatoria
Cuando la velocidad es 0 tiene Vd. la altura máxima.

Un saludo y suerte para su examen del Miércoles.

[deneb]

Re: PROBLEMA:EXAMEN EL MIERCOLES.Necesito su ayuda.

El cero de potencial es algo que puedes colocar casi arbitrariamente. Y digo casi porque aunque podrías colocarlo a 10 km de lo que solemos llamar suelo, está claro que no va a ser una buena opción ir cargando con 10 km durante todo el problema.

Si he entendido el problema, se trata de un muelle puesto "hacia arriba" que se comprime, se fija con un resorte y sobre el que se coloca una masa. Eres completamente libre de colocar el cero de energías gravitatorias a 0.1 m del suelo (justo donde está anclado el resorte inicialmente) y tus cálculos deberán reflejar eso mismo.

[yo_ese_tio]

Re: Duda sobre la altura de un resorte

Muchas gracias por vuestra ayuda.Ahora lo que tengo duda es el apartado b)La deformación máxima del resorte.Mi profesora nunca explicó eso.Si fuseis tan amables de responder a qué cálculo se refiere.Muchas Gracias.

[aLFRe]

Re: Duda sobre la altura de un resorte

Muchas gracias por vuestra ayuda.Ahora lo que tengo duda es el apartado b)La deformación máxima del resorte.Mi profesora nunca explicó eso.Si fuseis tan amables de responder a qué cálculo se refiere.Muchas Gracias.

Yo al menos, con los datos que Vd. proporciona
no sé a que se refiere.
PREGUNTA... ¿Por qué los foreros no ponen los problemas enteros?
RESPUESTA... Me lo imagino.
MODELADO... Sea un forero ideal...
supongamos con una frontera esférica... y que escribe el problema completo.
( Es una broma... no se moleste )

Cuando Vd. estira o comprime una cantidad x un muelle ideal
este intenta que Vd. le deje en paz ejerciendo una fuerza - Kx
y la energía que almacena viene dada por la expresión que ya le puse.

A mi me parece que, con esa pregunta,
su profesora puede llamar su atención sobre dos cosas:

La primera, que es la que sería que Vd. entendiese que si la piedra tras alcanzar
su altura máxima cae de nuevo sobre el resorte
y no se ha perdido energía en el recorrido,
el resorte se deforma en la misma cantidad inicial.
Luego, si es esto a lo que se refiere, el resorte siempre se deformará como máximo
( en la vida real hay pérdida de energía por muchas razones )
en la misma cantidad de la que partió.

La segunda, que es la típica idea peregrina que se me ocurre a mi en los exámenes
y por la cual siempre me suspenden...
es que el resorte no puede comprimirse más de su longitud sin comprimir...

En fin... ya le dirá algo más otro forero.

[[Beto]]

Re: Duda sobre la altura de un resorte

La segunda, que es la típica idea peregrina que se me ocurre a mi en los exámenes
y por la cual siempre me suspenden...
es que el resorte no puede comprimirse más de su longitud sin comprimir...

En fin... ya le dirá algo más otro forero.

Estoy en desacuerdo pues un resorte se puede comprimir mas de lo que dices solo bastará con aplastarlo más . Lo que si es cierto es que dependiendo del material del que este hecho el resorte la Ley de Hooke es decir $F=-kx$ será valida hasta que se rompa el límite elástico del resorte (limite a partir del cual el resorte ya no regresará a su longitud natural) y eso esta mas bien relacionado dependiendo de que material se hace el resorte.

Pero mientras no se rompa ese límite elástico vale la Ley e Hooke para calcular la deformación.

[aLFRe]

Re: Duda sobre la altura de un resorte

Estoy en desacuerdo pues un resorte se puede comprimir mas de lo que dices solo bastará con aplastarlo más . Lo que si es cierto es que dependiendo del material del que este hecho el resorte la Ley de Hooke es decir $F=-kx$ será valida hasta que se rompa el límite elástico del resorte (limite a partir del cual el resorte ya no regresará a su longitud natural) y eso esta mas bien relacionado dependiendo de que material se hace el resorte.

Pero mientras no se rompa ese límite elástico vale la Ley e Hooke para calcular la deformación.

Vaya se me había pasado eso... tienes toda la razón...
Lo del límite elástico si es importante que se entienda
por si fuese por eso por lo que su profesora le pregunta.
Un resorte lo puedes deformar hasta un cierto valor
desde el resorte no perturbado hasta ese valor,
la fuerza es proporcional a la deformación.
Más allá la deformación es plástica y no recupera al cesar la fuerza
por lo cual la expresión de la energía potencial elástica que he puesto no es válida,
si deformas más, si el esfuerzo es de tracción, suele haber fractura
y si es de compresión... simplemente es imposible.

Pero no me has entendido creo yo...
si tienes un resorte de 1 metro de largo longitud sin comprimir
lo comprimes
y bajo cualquier deformación su comportamiento es elástico...
lo cual es un acto de fé...
¿ tu dirías que se puede comprimir más de 1 m ?
A eso me refería yo.

Un saludo.

[yo_ese_tio]

Re: Duda sobre la altura de un resorte

Hola de nuevo.El problema es ese,sólo me dan esos datos,y la pregunta es así sin más,el problema es así.Por eso no se a lo que se refiere.

[aLFRe]

Re: Duda sobre la altura de un resorte

Hola de nuevo.El problema es ese,sólo me dan esos datos,y la pregunta es así sin más,el problema es así.Por eso no se a lo que se refiere.

Pues a mi, al menos, siempre se me ha dado mal
el oficio de arúspice.
Intente aplicar a su problema las indicaciones
que aparecen en el hilo.
Una de ellas debe de ser la adecuada.
Y consulte a su profesora antes del examen...
para que le interprete la pregunta.
Si se hace con cara mezcla de sueño y agobio al 50%
dicha consulta devuelve información fiable al 100%.

Un saludo.

[carroza]

Re: Duda sobre la altura de un resorte

Muchas gracias por vuestra ayuda.Ahora lo que tengo duda es el apartado b)La deformación máxima del resorte.Mi profesora nunca explicó eso.Si fuseis tan amables de responder a qué cálculo se refiere.Muchas Gracias.

Hola. Yo creo que tu profe se refiere a lo maximo que se alarga el resorte.

Lo sueltas, el peso se acelera hacia arriba, hasta que se frena por efecto de la gravedad y de la fuerza recuperadora del resorte.

Es muy facil resolverlo por energias. En la situacion de maximo alargamiento (o máxima deformación), la velocidad es cero, y la energia es
$mgh+1/2Kx_f^2$

La altura $h=x_0+x_f$, donde $x_0$ es la compresion inicial, y $x_f$ es el alargamiento final.

[yo_ese_tio]

Re: Duda sobre la altura de un resorte

Muchas gracias a todos.Me habeis ayudado mucho.